光的衍射夫琅禾费单缝衍射PPT
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教学要求了解菲涅耳衍射、夫琅和费衍射、惠更斯-菲涅耳原理;理解光的衍射现象;单缝的夫琅和费衍射;圆孔的夫琅和费衍射、瑞利准则、分辨律;理解光学仪器的分辨本领。
15.1光的衍射现象惠更斯——菲涅耳原理15.1.1光的衍射现象及分类在讨论第六章时就已知道:孔隙(或障碍物)的线度与波长的比值直接影响着衍射现象,当孔隙(或障碍物)的线度与波长的数量级接近时,才能观察到明显的衍射现象。
对于光波,由于波长远小于一般孔隙(或障碍物)的线度,所以光的衍射现象通常不易观察到。
而光的直线传播却给人们留下了深刻的印象。
图15-1 光的衍射现象实验在实验室中,采用高亮度的激光或是普通的强点光源,同时屏幕的面积也足够大,则可以将光的衍射现象演示出来。
如图15-1(a)所示,E为屏幕,K是一个可调节的狭缝,S 为一单色点光源。
实验发现,当E,K,S三者位置固定的情况下,光通过宽缝时,是沿直线传播的,如图(a)所示。
若将缝的宽度减小到约10 4m及更小时,缝后几何阴影区的光屏上将出现衍射条纹,如图(b)所示,光斑的亮度也由原来的均匀分布变成一系列的明暗条纹(单色光源)或彩色条纹(白光光源),条纹的边缘也失去了明显的界限,变得模糊不清,这就是光的衍射现象。
衍射系统是由光源、衍射屏和接收屏组成,通常是根据三者相对位置的大小,把衍射现象分为两类。
一类是光源、接收屏(或两者之一)与衍射物之间的距离有限远。
这种衍射叫做菲涅耳衍射(或近场衍射),如图15-2(a )所示。
另一类是光源、接收屏与衍射物的距离都是无限远。
这种衍射称为夫琅禾费衍射(或远场衍射),如图15-2(b )所示。
在实验室中产生的夫琅禾费衍射通常利用两个会聚透镜来实现,如图15-2(c )。
由于夫琅和费衍射在实际应用和理论上都十分重要,而且这类衍射的分析与计算都比菲涅耳衍射简单,因此本节只讨论只讨论夫琅和费衍射。
15.1.2惠更斯——菲涅耳原理惠更斯原理指出:波阵面上的每一点都可以看成是发射子波的新波源,任何时刻子波的包迹即为新的波阵面。